Sciences Faciles

Chapitre 3 : Concentration-Solutions &eacut;lectrolytiques

Vous voilà dans le Chapitre 3...J'espère que vous avez compris ce que vous avez lu avant parce que là on va rentrer dans les choses sérieuses...Avant que vous alliez chercher une corde et une chaise pour mettre fin à vos jours, laissez moi vous dire que si vous avez des hésitations, vous pouvez relire les Chapitres précédents (y'a pas de honte à ça ...). Allez on y va!

Auteur:
Magicjojo
Crée le:
Le 17/03/07 à 17H36

I-Le solide ionique

1) Le chlorure de sodium (NaCl)

Chaque ion est assimilé à une sphère rigide de rayon déterminé (du genre 1 mm c'est pas grand...Prenez un grain de sel et vous avez un cristal! ). Le solide est alors représenté par un empilement régulier de "grosses sphères", les ions chlorure (Cl) et de "petites sphères", les ions sodium (Na). Un ion Na+ est attiré par les ions Cl- qui l'entourent. De même les ions Cl- qui l'entourent (si c'est pas beau l'amour...). Ces interactions électriques entre les ions assurent la cohésion de cet assemblage. La neutralité électrique globale (Il y a autant de charges positives que de négatives...) de la matière impose que le solide ionique soit électriquement neutre (me demandez pas de le prouver j'y arriverais pas ...). Les ions Na+ et Cl- étant tous deux monochargés, le solide comporte autant d'ions Na+ que d'ions Cl-.

2)Le fluorure de calcium

Il résulte de l'association des ions calcium Ca2+ et d'ions chlorure un cristal. Le solide ionique s'écrit CaF2. Un solide ionique est composé (d'ions ouioui ) d'anions (positifs) et de cations (négatifs) régulièrement disposés dans l'espace intersidéral .Chaque ion est attiré par les ions qui l'entourent , ce qui assure la cohésion du solide. L'ensemble est électriquement neutre (je sais je l'ai déjà dit mais selon un proverbe "le profeseur doit répéter encore et toujours les mêmes choses pour que ses élèves comprennent enfin"). La formule, dite formule statistique, indique la nature et la proportion des ions présents sans en mentionner les charge.

II-Molécule polaire

1) Molécule d'eau

Avant de vous donner un exercice, je vais vous faire un petit rappel sur LA STRUCTURE DE LEWIS:

La structure de Lewis est une représentation d'un atome ou d'une molécule où l'on ne représente que la dernière couche d'électrons. Dans cette structure, un électron est symbolisé par un point, et un doublet d'électrons par un trait. Cependant, on doit essayer de mettre au moins un électron par "côté". Voyez plutôt:(Il est temps que je trouve un bon graphiste parce que là c'est de pire en pire...). On a donc, pour l'oxygène, 6 électrons sur la couche externe. On en place d'abord un sur chaque côté, ce qui nous donne quatre points. Il reste cependant deux électrons: On remplace donc naturellement deux des points par des barres (doublets d'électrons). Voili voilou vous savez tout...Ce n'était pas bien dur...

Allez après ce petit rappel...EXERCICE (je vous avais prévenu là...)

Dessinez donc la représentation de Lewis d'une molécule d'eau (H2O pour les intimes) et ont va voir si vous dessinez mieux que moi...

Allez je suis sympa voilà la réponse:
Configuration de Lewis de la molécule d'eau:

En réalité, les doublets de liaison ne sont pas partagés équitablement entre les atomes liés. Ils sont statistiquement plus proches de l'oxygène que de l'atome d'hydrogène. Ce partage dissymétrique provoque l'apparition d'une charge partielle positive pour chaque hydrogène et de deux charges partielles négatives (car O2-) pour l'oxygène. Le barycentre (ou "centre de gravité") des charges positives ne correspond pas au barycentre des charges négatives (Hélas...). La molécule est alors dite "polaire" car elle constitue un dipôle électrique. La liaison O-H est "polarisée". L'eau étant une molécule polaire, elle est qualifiée de "solvant polaire"

2) La molécule de chlorure d'hydrogène

Une liaison entre deux atomes est polarisée si ces deux atomes sont différents. Dans les liaisons O-H et H-Cl, les atomes O et Cl attirent plusfrotement les électrons que H (eh oui c'est dur la vie d'atome . On dit pour cela qu'ils sont plus électronégatifs que H. L'expérience montre que, mis à part les gazs nobles, les élements les plus électronégatifs se trouvent dans la partie droite de la table périodique ci-dessous:

III-Dissolution de solides dans l'eau

Vous avez peut-être déjà remarqué que si l'on met du sel (NaCl) dans de l'eau en petite quantité, il se dissout, c'est-à-dire qu'il DISPARAîT (à vos yeux seulement puisque "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme..."(A.LAVOISIER)(je suis fan )). Nous allons essayer de comprendre ce qui se passe dans ce cas...A l'assaut moussaillons !

1) Solution électrolytique

Une solution électrolytique (un nom barbare pour quelque chose de simplissime je vous assure...), c'est une solution qui conduit le courant électrique car elle contient des IONS (vous vous souvenez? Les charges de la partie II...). De plus, une solution électrolytique,...Euh la définiton est finie là on enchaîne!

2)Solvatation des ions

Une solution ionique contient des anions et des cations (des ions chargés positivement et des ions chargés négativement si vous préférez). Chaque ion interagit avec les molécules d'eau à proximité. Ainsi, les ions s'entourent de plusieurs molécules du solvant eau. On dit qu'il se solvate, ou encore qu'il s'hydrate. Selon le signe de la charge de l'ion, l'orientation des molécules d'eau proches est différente. Les ions Na+ et Cl- sont alors notés Na+(aq) et Cl-(aq).

3) Rôle de l'eau dans la dissolution

Quand on introduit un cristal ionique dans l'eau, les molécules d'eau interagissent avec les ions qui se trouvent à la surface du solide et les attirent. Les ions se solvatent (ou s'hydratent vous vous souvenez?), et, sous l'effet de l'agitation thermique, se dispersent parmi les molécules d'eau. On dit que le cristal ionique est dissocié. On en déduit l'équation suivante (en tout cas vous devrez en déduire ça après...):

NaCl(s) -----> Na+(aq) + Cl-(aq)

IV-Cas d'une dissolution d'un gaz ou d'un liquide polaire

1) Dissolution du chlorure d'hydrogène

La dissolution d'un peu de gaz HCl dans les premières gouttes d'eau introduites entraîne une baisse de la pression dans le ballon. Celle ci devenant inférieure à la pression atmosphérique, cela provoque l'entrée de l'eau dans le ballon, d'oû le jet observé (si vous faîtes l'expérience un jet se formera dans le ballon...Essayez!). Le pH de la solution obtenue est inférieur à 7 (donc la solution est acide vous trouverez une échelle des pH en couleurs dans la boîte à outils...). Cette acidité est due à la présence d'ions H+(aq). D'où l'équation:

HCl(g)---->H+ + Cl-

Et ça les amis c'est de l'acide chlorhydrique! Petit bonus:plus vous disolvez de gaz, plus l'acide sera concentré...Plus il "rongera"...

2) Dissolution dans l'eau de liquides polaires

Après agitation, on teste le pH de la solution avec du papier pH. La solution est nettement acide.D'où:

H2SO4 ---->2H(aq)+ + SO4(aq)2-

Je pense que vous avez compris là c'est vraiment simple...

Comment? Qu'est ce que j'entends? "Ouais c'est trop simple il nous prend pour des nuls ou quoi?"??

OUI, JE VOUS PRENDS POUR DES NULS. POur ceux qui l'aurait oublié, le site a pur but de détailler des cours de Physique-Chimie, et non pas de recopier ce qu'il y a dans mon cahier (Parce que là vous n'avez pas besoin de moi vous pouvez le faire tout seuls)

Ensuite, pour les petits malins rebelles...EX-ER-CICE (Mwahaha

Faites la même chose pour l'acide nitrique (HNO3)

Vous avez trouvé? J'espère c'était presque que du recopiage de mon exemple là...). Voici la correction: HNO3(l) ----> H++ NO3-

V-Concentrations molaires

Lors de leur mise en solution, les solides ioniques sont, tant que le liquide n'est pas saturé (c'est à dire qu'il n'y a pas trop d'ions), totalement dissociés en leurs ions (ça ça veut dire qu'on pourra écrire une équation de dissolution, et ce pour votre plus grand plaisir . Il est donc nécessaire de définir précisément la concentration d'une solution ionique:

1) Concentration molaire du soluté apporté

Dans une solution, la concentration molaire notée CA d'un soluté A apporté est appelée concentration molaire de la solution en A. Elle est égale au quotient de la quantité de matière de A dissoute par le volume V de la solution. On en déduit (ouioui, vous aussi) la formule:

CA=nA/V

2) Concentration molaire des ions en solution

Allez on commence avec une définition pour se mettre dans le ton . La concentration molaire d'un ion X en solution noté [X] (ça doit vous rappeler quelque chose ça...Non? retournez ici) est égale au quotient de la quantité de matière notée nx des ions présents dans la solution par le volume V de cette solution

On dissout 2 mol de Na2SO4 solide dans un volume d'eau 50mL d'eau. Déterminez les concentrations molaires apportées et les concentrations des ions. Amusez vous bien!

Il fallait utiliser...Oh eh puis non, vous n'avez pas assez cherché...

Puisue vous insistez...Il fallait utiliser C=n/V tout simplement! Ce qui nous donnait 2/50 x 10-3(Vous vous souvenez? On convertit en litres ). ce qui nous donne un résultat de


Ainsi se conclut se troisième chapitre...Le prochain chapitre sera intéressant puisqu'il mêlera chimie ET physique (Je n'entends pas vos cris de joie? Etrange...)

Chapitre 4: Comment déterminer des quantités de matières à l'aide d'une mesure physique : l'exemple de la conductimétrie


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Il y a membre connecté.

Je t'aime teeeellement fort mon coeur !


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